利用EXCEL繪制變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線

　　從事電力調(diào)度工作，經(jīng)常會(huì)涉及到變壓器的并、解列運(yùn)行，為指導(dǎo)變壓器運(yùn)行方式的調(diào)整，準(zhǔn)確選擇合理、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，筆者利用EXCEL強(qiáng)大的計(jì)算功能和方便、簡(jiǎn)單、實(shí)用的繪圖功能，繪制了變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線，選擇出變壓器在不同負(fù)荷情況下的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，達(dá)到運(yùn)行方式最優(yōu)化的目的，為合理調(diào)整電網(wǎng)變壓器運(yùn)行方式起到了指導(dǎo)作用。

1 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的計(jì)算方法

　　變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就是指合理調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，使變壓器損耗率最小。其中變壓器的空載損耗是不變的，而變壓器的負(fù)載損耗隨負(fù)荷電流變化而變化。變壓器損耗和損耗率的計(jì)算公式如下：

　　式中ΔP——變壓器的總損耗；

　　ΔP鐵——變壓器的鐵損；

　　ΔP銅——變壓器的銅損；

　　ΔPe銅——變壓器的額定銅損；

　　Ie——變壓器的額定電流；

　　α——變壓器的損耗率；

　　P——變壓器負(fù)載。

　　當(dāng)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，由于兩臺(tái)變壓器的阻抗電壓不同，并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器的負(fù)荷電流與總負(fù)荷電流有如下關(guān)系：

　　式中I1、I2——兩臺(tái)變壓器各自的負(fù)荷電流；

　　Sn1、Sn2——兩臺(tái)變壓器的額定容量；

　　I——兩臺(tái)變壓器的總負(fù)荷電流；

　　Uk1、Uk2——兩臺(tái)變壓器的阻抗電壓。

　　按照公式(4)、(5)，可分別計(jì)算出兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)每臺(tái)變壓器的負(fù)荷電流，將公式(4)、(5)變形可得：

　　按以上公式，即可根據(jù)實(shí)時(shí)的負(fù)荷情況計(jì)算出兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的損耗率。

2 利用EXCEL進(jìn)行變壓器損耗率的計(jì)算

　　變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就是指合理調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，使變壓器損耗率最小。其中變壓器的空載損耗是不變的，而變壓器的負(fù)載損耗隨負(fù)荷電流變化而變化。

　　以集安市農(nóng)電有限公司所轄清河變電站為例，1號(hào)、2號(hào)主變參數(shù)如圖1所示。
　　

　　圖1 1號(hào)、2號(hào)主變參數(shù)

　　為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定變壓器二次側(cè)電壓為額定電壓（10.5kV），負(fù)載功率因數(shù)不變（cos=0.9）。具體操作步驟如下。

　　2.1 步驟1

　　新建一個(gè)EXCEL工作表，可命名為“xx變電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線”，在工作簿“sheet1”建立如下表格，并將變壓器參數(shù)輸入。

　　我們將變壓器二次側(cè)額定電流Ie、Sn/Uk、I分/I總分別計(jì)算，另外，由于不同地區(qū)負(fù)荷功率因數(shù)可能會(huì)有所不同，將功率因數(shù)值單設(shè)一個(gè)單元格，方便修改。

　　2.2 步驟2

　　根據(jù)公式S=UI，可知I=S/U，由此可計(jì)算得出變壓器二次側(cè)額定電流，用鼠標(biāo)選B8單元格，輸入公式“=B3/B4/1.732”后回車，選定B9單元格，輸入公式“=B3/B7”后回車。

　　根據(jù)公式(6)、(7)，即可計(jì)算出兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器的負(fù)荷電流與總負(fù)荷電流的分配關(guān)系，選定B10單元格，輸入公式“=B9/($C$9+$B$9)”后回車。特別說(shuō)明：?jiǎn)卧竦囊梅绞椒?ldquo;相對(duì)引用”與“絕對(duì)引用”，默認(rèn)情況下，EXCEL的公式都是對(duì)單元格的相對(duì)引用。此處公式分母部分均采用單元格絕對(duì)引用方式。

　　現(xiàn)在，對(duì)1號(hào)主變的Ie、Sn/Uk、I分/I總分別計(jì)算完成，為簡(jiǎn)化輸入，充分利用EXCEL的填充功能來(lái)復(fù)制計(jì)算公式，我們選定B8∶B10區(qū)域，將鼠標(biāo)置于選定區(qū)域右下腳，出現(xiàn)“+”時(shí)向右拖動(dòng)鼠標(biāo)至C列，即完成了公式的復(fù)制，2號(hào)主變的Ie、Sn/Uk、I分/I總計(jì)算結(jié)果也出來(lái)了。

　　2.3 步驟3

　　現(xiàn)在可以根據(jù)負(fù)荷電流的變化情況計(jì)算變壓器的損耗率。以最小負(fù)荷電流10A、電流變化步長(zhǎng)30為例，計(jì)算變壓器損耗率。

　　首先計(jì)算負(fù)荷電流為10A時(shí)1號(hào)變壓器的損耗率，選定B13單元格，根據(jù)公式(1)、(2)、(3)輸入計(jì)算公式：“=100*($B$5+$B$6*(A13/$B$8)^2)/(1.732*$B$4*A13*$B$11+$B$5+$B$6*(A13/$B$8)^2)”后回車，由于在變壓器參數(shù)固定的情況下，損耗率只隨負(fù)荷電流變化，所以

　　在對(duì)B13單元格的計(jì)算公式中對(duì)負(fù)荷電流采用相對(duì)引用，其他單元格采用絕對(duì)引用方式。

　　同樣，選擇C13單元格，輸入公式：“=100*($C$5+$B$6*(A13/$B$8)^2)/(1.732*$C$4*A13*$B$11+$C$5+$C$6*(A13/$C$8)^2)”后回車，得到負(fù)荷電流10A時(shí)2號(hào)變壓器的損耗率。

　　根據(jù)公式(8)，選擇D13單元格，輸入公式：“=100*($B$5+$C$5+$B$6*($B$10*A13/$B$8)^2+$C$6*($C$10*A13/$C$8)^2)/(1.732*$B$4*A13*$B$11+$B$5+$C$5+$B$6*($B$10*A13/$B$8)^2+$C$6*($C$10*A13/$C$8)^2)”后回車，即可得出負(fù)荷電流為10A時(shí)，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的損耗率，然后再用EXCEL填充功能，選擇B13∶D13區(qū)域，將B13∶D13單元格的公式復(fù)制B14∶D30區(qū)域。

3 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線的繪制

　　為了使計(jì)算結(jié)果直觀顯示在我們面前，現(xiàn)利用EXCEL圖表工作向?qū)?lái)繪制變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線，步驟如下：

　　·點(diǎn)擊工具欄按鈕，彈出圖表向?qū)нx項(xiàng)，選擇“，在子圖表中選擇折線圖或數(shù)據(jù)點(diǎn)折線圖，點(diǎn)擊；

　　·在數(shù)據(jù)區(qū)域，用鼠標(biāo)單擊選取數(shù)據(jù)區(qū)域B12∶D30，然后點(diǎn)擊表單選項(xiàng)卡上的，在分類（X）軸標(biāo)志（T）：處單擊，選擇B12∶B30，點(diǎn)擊；

　　·在處輸入“清河變電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線”，在處輸入“負(fù)荷電流I(A)”，在處輸入“損耗率α(%)”，點(diǎn)擊；